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1、第一课 导言,程序设计基础及实验Java语言 Programming Principles and Practice Using Java,齐洪钢 中国科学院大学 计算机与控制学院,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,2,课程信息,上课时间：每周五 ，第1、2节课 学时：60， 学分：3 上课地点： 教学楼阶一3. 答疑时间（Office Hour）：周五上午第3、4节，地点：教学楼，待定. QQ学习讨论群：315927058 助教： 待定.,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,3,教材,教材：Y.Daniel Liang 著；李娜 译，Java语言程序设计基础篇
2、（原书第8版），机械工业出版社，北京，2011年6月。,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,4,参考书,参考教材： 1. Bruce Eckel 著； 陈昊鹏 译, Java编程思想（第4版）机械工业出版社，北京，2011年6月。 不仅限于以上教材 课件：课程网站下载，课前上传。,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,5,考核办法,作业成绩：30% 要求：认真思考，鼓励交流，独立完成，按时提交，迟交扣分。 期中考试：20% 期末成绩：50% （课堂开卷考试） 课堂讲述的重点内容,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,6,开课目标,本课程的主要教学目的是以J
3、ava为授课语言，讲授计算机程序设计的基本知识和一般方法，培养学生独立编程解决实际问题的意识和能力。希望通过本课程的学习，学生能对计算机编程产生浓厚的兴趣，并在课程结束时能够独立完成五子棋等中等难度的程序设计和开发任务，训练大家编程的基本技能。,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,7,开课目标,学习本课程后，你应该能够 编写小的JAVA程序 阅读更大规模的程序 自学许多其他语言 学习“高级”程序设计课程 但不一定能够 专家级的程序员 JAVA语言专家,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,8,课程内容,1.什么是程序设计、程序设计语言的演变，Java语言的历史、特点，
4、Java开发环境安装 2.需求分析到程序架构设计的程序设计基本流程 3.面向对象程序设计基本思想，一切都是对象 4.数据类型、运算符与表达式，流程控制 5.类和对象 6.成员变量、方法 7.继承和多态 8.抽象和封装 9.数组 10.字符串 11.异常处理，文档、注释 12.文件IO 13.计算机系统的结构对程序架构设计的影响 14.数据结构影响程序性能 15.Java虚拟机 16.程序开发组织、管理,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,9,程序,计算机能够执行的指令序列称为程序， 可以通过程序告诉计算机该做什么。没有程序，计算机只是一个空机器。计算机不懂人类语言，所以你需要使用
5、计算机语言和计算机进行沟通。 程序就是用计算机语言编写的。,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,10,程序设计,人们想用计算机解决一个问题，必须事先设计好计算机处理问题的步骤，把这些步骤用计算机能够识别的指令编写出来并送入计算机执行，计算机才能够按照人的意图完成指定的工作。 而编写程序的过程称为程序设计。,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,11,程序设计语言,程序设计语言分四个发展阶段： 第一代语言(1GL) : 二进制机器代码 第二代语言 (2GL) : 汇编语言 (Low Level Language LLL) 第三代语言 (3GL): 高级语言 (HLL)
6、第四代语言(4GL) : 面向对象语言（00P） 特殊应用程序 非过程化 第五代语言：(?),2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,12,程序设计语言,机器语言（Machine language ） 最初植入每台计算机的一套原始指令。因为这些指令都是以二进制代码形式存在，所以，你不得不输入各种不同指令的二进制代码。使用机器语言进行程序设计是一个非常单调乏味的过程。除此之外，程序也是非常难以读懂和修改的。例如：为了进行两数相加，你也许要写成如下二进制形式 ：1101101010011010 汇编语言 汇编语言的出现使得程序设计变得更加容易。由于计算机不理解汇编语言，所以需要使用一种被
7、称为汇编器的程序将汇编语言程序转换为机器代码。例如：为进行两数相加，你也许会用汇编语言编写如下所示的一条指令：ADDF3 R1, R2, R3 高级语言 高级语言（ high-level languages）很像英语，易于学习和编写程序。例如，下面是计算半径为5的圆的面积的高级语句 ： area = 5 * 5 * 3.1415;,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,13,计算机组成,计算机由CPU，内存，硬盘，显示器，键盘等设备构成,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,14,JAVA语言发展历史,Java来自于Sun公司的一个叫Green的项目，其原先的目的是为家
8、用消费电子产品开发一个分布式系统，通过该系统我们可以把e-mail发给电视机等家用电器，并对它们进行控制、和它们进行信息交流。开始，准备采用C+，但C+太复杂，安全性差，最后基于C+开发一种新的语言Oak(Java的前身)，Sun公司依此投标一个交互式电视项目，但结果是被SGI打败。可怜的Oak几乎无家可归，恰巧这时的Mosaic和Netscape启发了Oak项目组成员，他们用Java编制了HotJava浏览器，从此Java借机进军Internet。,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,15,JAVA语言发展历史,James Gosling,The father of JAVA,
9、2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,16,JAVA语言特点,在Java语言白皮书中，Java被描述为“是一种简单、面向对象、分布式、解释、健壮、安全、结构中立、可移植、高效能、多线程、动态的语言。 A simple, object-oriented, network-savvy, interpreted, robust, secure, architecture neutral, portable, high-performance, multithreaded, dynamic language。 James Gosling, Henry McGilton. The Java
10、Language Environment，A White Paper.,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,17,JAVA语言特点,简单易学 去除C+中不容易理解的部分，如指针 语法与C语言类似 面向对象 纯面向对象 对软件工程技术有很强的支持 平台无关性 Java中没有“依据机器的不同而不同” 或“由编译器决定”等字眼，最后的目标码都是一致的。 Java编译器生成与体系结构无关的字节码指令 Java解释器得到字节码后，把它转换为目标平台的机器语言，使之能够在不同的平台运行。,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,18,JAVA语言特点,提供了多线程机制 提供代码检验
11、机制保证安全性 安全性和健壮性（垃圾回收/异常机制等保证）,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,19,JAVA语言特点,JAVA工作方式,本地计算机系统,Java虚拟机（JVM),.class 二进制字节码文件,.java java源程序文件,编译,解释,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,20,JAVA语言特点,Java虚拟机（JVM） Java虚拟机类似于一个小巧而高效的CPU，Java处理器“芯片”，一般由软件实现。,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,21,JAVA语言特点,同样的Java程序，使用不同Java解释器（Java VM）解释，就可
12、以实现平台的无关性和可移植性,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,22,安装并配置Java 开发环境,Java开发环境概述 Java开发环境由Java应用编程接口（Application Programming Interface，简称API）和Java虚拟机（Java virtual machine ，简称JVM）构成。 Java应用编程接口是已编译的可在我们的程序中使用的代码库。它们使我们能够添加现成的可定制的功能，以节约编程时间。 般认为，Java虚拟机是建立在实际的处理器基础上的假想的计算机。Java虚拟机规范为Java虚拟机（JVM）作了如下定义：在真实机器中用软件模拟
13、实现的一种虚拟机器。Java虚拟机代码被存储在.class文件中；每个文件都包含最多一个public类。,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,23,安装并配置Java 开发环境,Java开发环境概述 Java虚拟机规范为不同的硬件平台提供了一种编译Java技术代码的规范，该规范使Java软件独立于平台，因为编译是针对作为虚拟机的“一般机器”而做，这个“一般机器”可用软件模拟并运行于各种现存的计算机系统，也可用硬件来实现。 Java程序并不是在本机操作系统上直接运行，而是通过Java虚拟机向本机操作系统进行解释来运行。这就是说，任何安装有Java虚拟机的计算机系统都可以运行Java
14、程序，而不论最初开发应用程序的是何种计算机系统。,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,24,安装并配置Java 开发环境,Java开发环境安装 JDK 是Java Development Kit（Java开发工具包）的缩写。它为Java应用程序提供了基本的开发和运行环境。目前JDK的最成熟的版本为JDKxxx JDK主要包括以下内容： Java虚拟机：负责解析和执行Java程序。Java虚拟机可以运行在各种操作系统平台上。 JDK类库：提供了最基础的Java类以及各种实用类。java.lang、java.io、java.util、java.awt、javax.swing和java
15、.sql包中的类都位于JDK类库中。 开发工具：这些开发工具都是可执行程序，主要包括：javac.exe（编译工具）、java.exe（运行工具）、javadoc.exe（生成JavaDoc文档的工具）和jar.exe（打包工具）等。 下载JDK: Java SE Development Kit 8 - Downloads http:/ 演示,2018/9/5,程序设计基础与实验Java语言,25,第一个Java应用程序,开发Java应用的基本步骤： 编写源代码，生成 .java文件。编辑Java文件，用文本编辑工具即可 public class HelloWorld /Java应用程序入口方法 public static void main(String args) /向控制台打印一条信息 System.out.println(“Hello World!“); 编译源代码，生成 .class文件： javac HelloWorld.java 运行该程序： java HelloWorld,程序设计基础及实验Java语言 Programming Principles and Practice Using Java,Thank You!,
